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Akutmortalität durch Nitritvergiftung

In modernen Schweineställen treten immer noch Nitritvergiftungen auf und dies umso mehr bei biologischer Abluftreinigung.

Dienstag 23 Januar 2018 (vor 26 Tage)

Im Mai 2017 wurde das Labor aufgrund eines Falls plötzlicher, massiver Mortalität in drei verschiedenen Schweinebetrieben in Flandern, Belgien, kontaktiert. In einem Fall waren abgesetzte Ferkel von der Mortalität betroffen, der andere Betrieb hatte Probleme mit den säugenden Sauen und der dritte Betrieb wies eine massive Mortalität bei den Mastschweinen in fünf verschiedenen Ställen auf. All diese Betriebe standen in keinster Weise miteinander in Verbindunrg (sie hatten weder denselben Züchter, noch denselben Futtermittelhersteller, Tierarzt etc.). Durch Sektion wurde in allen 3 Fällen eine Nitritintoxikation festgestellt.

Dieser Fallbericht beschreibt den plötzlichen massiven Tod bei Mastschweinen im letztgenannten Fall.

Anamnese

Im März, an einem Montagmorgen um 8:00 Uhr, wurde der Betriebstierarzt vom Inhaber eines Mastbetriebs gerufen, da 30 Schweine in verschiedenen Ställen des Betriebs verendet waren, und, während sie miteinander sprachen, trat bei einigen weiteren Tieren Akutmortalität auf. Um 11:00 Uhr starben außerdem mehr als 50 weitere Schweine verschiedenen Alters und in unterschiedlichen Ställen, ohne irgendwelche klinischen Symptome aufzuweisen.

Die Ferkel wogen bei Ankunft im Betrieb ca. 20 kg (12 Wochen alt). Der Betrieb bot Platz für 2.500 Mastschweine und bestand aus 5 Ställen (mit je 500 Schweinen): einem neuen Stall, in dem die jüngsten Ferkel untergebracht waren, und vier Ställen für die älteren Tiere (Abb. 1).

Abbildung 1: Grundriss des Mastbetriebs, der auf 2.500 Mastschweine ausgelegt ist. Auf diesem Plan werden die Wasserleitungen in Blau dargestellt. Außerdem ist eine Detailansicht des Regenwassertanks mit den entsprechenden Rohrleitungen zu sehen.

Abbildung 1: Grundriss des Mastbetriebs, der auf 2.500 Mastschweine ausgelegt ist. Auf diesem Plan werden die Wasserleitungen in Blau dargestellt. Außerdem ist eine Detailansicht des Regenwassertanks mit den entsprechenden Rohrleitungen zu sehen.

Das Trinkwasser erhielt man aus einem Bohrloch. Es wurde regelmäßig auf seine chemische Zusammensetzung und bakteriologische Belastung hin untersucht, um zu gewährleisten, dass die Schweine nur Trinkwasser von guter Qualität erhielten. Die Schweine wurden mit handelsüblichem Futter für Mastschweine gefüttert.

Regenwasser wurde nur zur Reinigung der Ställe benutzt.

Im Betrieb sorgte ein biologischer Luftwäscher für die Reduzierung von Gerüchen und gasförmigen Emissionen aus dem Schweinebetrieb (Abb. 2).

Abbildung 2: Biologischer Luftwäscher im Betrieb

Abbildung 2: Biologischer Luftwäscher im Betrieb

Beobachtungen bei dem Besuch des Betriebs (Montagnachmittag)

Das erste Bild, das sich uns bot, als wir im Betrieb ankamen, war ein Haufen toter Schweine, die vor dem Stall lagen (Abb. 3). Der Betriebsinhaber betrat Stall 2 und verließ ihn immer wieder mit einer Schubkarre voller toter Schweine.

Abbildung 3: Erstes Bild, das sich bei Ankunft im Betrieb bot: ein Haufen toter Schweine vor dem Stall. Auffällig ist die Verfärbung der Extremitäten.

Abbildung 3: Erstes Bild, das sich bei Ankunft im Betrieb bot: ein Haufen toter Schweine vor dem Stall. Auffällig ist die Verfärbung der Extremitäten.

Beim Durchgang durch Stall 2 stellten wir verschiedene klinische Symptome fest: Einige Schweine erbrachen, andere zeigten Störungen des Nervensystems wie z. B. Lähmung und seitliches Abliegen. Andere Schweine starben sofort. Der Tod trat in diesen Fällen innerhalb weniger Minuten ein.

Die höchsten Mortalitätsraten wurden in Stall 2 (>50%) und 3 (20%) und weniger in Stall 4 (10%) festgestellt und in Stall 1 und 5 gab es keine Todesfälle. Zu erwähnen, dass das Rohrleitungssystem zur Trinkwasserversorgung in Stall 2 beginnt.

Differentialdiagnose

Die Differentialdiagnose des plötzlichen Todes bei den Mastschweinen umfasste:

  • Infektiöse Ursachen: Actinobacillus pleuropneumoniae, Actinobacillus suis, Lawsonia intracellularis, Erkrankungen, die zu Septikämie führen: Brachyspira hyodysenteriae, Salmonella choleraesuis etc., Aujeszkysche Krankheit (Belgien ist amtlich frei davon), klassische Schweinepest (Belgien ist amtlich frei davon), Brucellose (Belgien ist amtlich frei davon) etc.
  • Nicht infektiöse Ursachen: Blutungen (z. B. Magengeschwüre), Darmverschlingung oder Mesenterialtorsionen, hämorrhagisches Darmsyndrom, Stromschlag, Verletzungen, Stress, Vergiftungen (Cyanide, Harnstoff, Pestizide, giftige Gase (z. B. Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff), Chlorate, Anilinfarbstoffe, Aminophenole oder Medikamente (z. B. Sulfonamide, Paracetamol und Acetaminophen)), Mykotoxine und zu hoher Getreideanteil, Hypokalzämie, Hypomagnesiämie, pulmonale Adenomatose oder Emphysem, Aneurysmen etc.

Diagnose

Die Sektion im Betrieb zeigte eine dunkle Verfärbung des Bluts. Die Mukosa wies eine dunkelrote Verfärbung auf, die fast zyanotisch war (Abb. 4).

Abbildung 4: Die Sektion im Betrieb zeigte eine dunkle Verfärbung des Bluts ohne weitere Auffälligkeiten der Organe.

Abbildung 4: Die Sektion im Betrieb zeigte eine dunkle Verfärbung des Bluts ohne weitere Auffälligkeiten der Organe.

Sechs Schweine wurden ins Labor gebracht, um eine vollständige Sektion einschließlich einer Untersuchung mittels Nitrit-Teststäbchen durchzuführen (Abb. 5).

Abbildung 5: Nitrit-Teststreifen, der die Nitritvergiftung anzeigt.

Abbildung 5: Nitrit-Teststreifen, der die Nitritvergiftung anzeigt.

Es wurden die folgenden Fehlbildungen festgestellt (Abb. 6):

Abbildung 6a: Sektion im Labor: Abgesehen von der schokoladenbraunen Verfärbung des Bluts wurden keine weiteren Auffälligkeiten festgestellt.

Abbildung 6a: Sektion im Labor: Abgesehen von der schokoladenbraunen Verfärbung des Bluts wurden keine weiteren Auffälligkeiten festgestellt.

Abbildung 6b: Sektion im Labor: geöffneter Schädel

Abbildung 6b: Sektion im Labor: geöffneter Schädel

  • 6 Schweine: 2x 34 kg; 2x 37 kg; 67 kg; 89 kg
  • 6x blasse Muskeln; 6x schokoladenbraune Verfärbung des Bluts; 6x positiver Nitrittest
  • 5x schäumende Flüssigkeit in der Luftröhre, 6x hämorrhagische und ödematöse Lungen (keine Pneumonie), 2x multiple Blutungen im Lungenparenchym
  • 1x entdeckte Blutung in den Herzkranzgefäßen
  • 1x Splenomegalie (Abb. 7)

Abbildung 7: Sektion von 6 Schweinen, von denen 5 eine normale Milz und 1 Splenomegalie (oder eine Milz, die auf eine Vergiftung zurückzuführen ist?) zeigten.

Abbildung 7: Sektion von 6 Schweinen, von denen 5 eine normale Milz und 1 Splenomegalie (oder eine Milz, die auf eine Vergiftung zurückzuführen ist?) zeigten.

Erster Ansatz

Aufgrund der massiven Mortalität in allen Ställen mit mehrheitlichem Auftreten in Stall 2 , an dem die Trinkwasserverteilung über das Rohrleitungssystem beginnt, und aufgrund der ziemlich eindeutigen Diagnosemerkmale der dunklen Blutverfärbung lautete die mutmaßliche Diagnose Intoxikation durch Nitrite. Der erste und unmittelbare Rat, den man gab, war das Abstellen der Trinkwasserleitung.

Die Mortalität stabilisierte sich, was den Verdacht bestätigte, dass das Trinkwasser die Nitritquelle war.

Ein Lastwagen mit einem vollen Tank sauberem Frischwasser sollte die Trinkwasserversorgung der Schweine sicherstellen.

Der Trinkwasserbehälter wurde geleert, gereinigt und dann mit dem sauberen Wasser gefüllt.

In dem Moment, in dem die Schweine zu trinken begannen, starben die Tiere wieder überall. Die Rohrleitungen wurden umgehend wieder geschlossen und die übrig gebliebenen Schweine wurden manuell mit Trinkwasser aus Eimern versorgt.

Da das Trinkwasser der Hauptverdächtige der Nitritquelle war, wurden Trinkwasserproben genommen und zur Analyse an das Labor geschickt. Die Ergebnisse sind Tabelle 1 zu entnehmen. Die ersten drei Proben wurden morgens von dem Tierarzt des Betriebs genommen und die zwei folgenden Proben bei einem Besuch des Betriebs am Nachmittag. Keine der Proben ließ zu hohe Nitrat- oder Nitritgehalte erkennen.

Tabelle 1: Ergebnisse der ersten Trinkwasseranalysen.

Probe Nitrat (mg/l) Nitrit (mg/l)
Stall 1 (Tränkenippel) 120,8 0,37
Stall 2 (Tränkenippel) 120,0 <0,10
Trinkwasserbehälter 122,8 <0,10
Trinkwasserbehälter, gefüllt mit sauberem Trinkwasser 8,9 <0,10
Referenzwert (mg/l) ≤200 ≤0,5

Die Herausforderung bestand darin, die Ursache der Nitritvergiftung zu ermitteln. Es war recht eindeutig, dass das Trinkwasser die Quelle war, was durch die Analyseergebnisse allerdings nicht bestätigt werden konnte.

Dienstagmorgen besuchte ein Techniker den Betrieb und entdeckte das Problem:

In einem Behälter neben dem Regenwassertank wurde Abwasser der biologischen Abluftreinigung gespeichert. Der Behälter war im Winter nicht geleert worden, hatte sich gefüllt und lief über, wodurch Abwasser in den Regenwassertank gelangte. Folglich war das Regenwasser durch das Abwasser, das einen hohen Nitratgehalt aufwies, verunreinigt. Unter normalen Umständen wurde für die Trinkwasserversorgung der Schweine kein Regenwasser verwendet. Es gab jedoch eine Verbindung zwischen den Regenwasserleitungen (die zur Reinigung benutzt wurden) und den Trinkwasserleitungen, die normalerweise mit einem Hahn geschlossen wurde. Der Hahn war am Wochenende versehentlich geöffnet worden. Ein weiterer fataler Faktor war ein Defekt der Wasserpumpe, was dazu führte, dass das Trinkwasser für die Schweine nicht aus dem regulären Wasserkreislauf entnommen wurde, sondern aus dem kontaminierten Regenwasser.

Da die Analyseproben nicht vom Regenwasser stammten, konnte keine Kontaminierung nachgewiesen werden. Nachdem man diesen schwerwiegenden Fehler entdeckt hatte, wurden Proben des Regenwassers zur Analyse entnommen. Die Ergebnisse sind Tabelle 2 zu entnehmen. Es wurden zwar keine hohen Mengen an Nitrit festgestellt, doch die Nitratgehalte waren übermäßig hoch.

Tabelle 2: Ergebnisse der Regenwasseranalysen.

Probe Nitrat (mg/l) Nitrit (mg/l)
Regenwassertank 3312,9 <0,10
Stall 2 (Tränkenippel) 84,4 <0,10
Referenzwert (mg/l) ≤200 ≤0,5

Diskussion

Die Nitritintoxikation bei Schweinen ist überwiegend das Ergebnis oraler Aufnahme von kontaminiertem Trinkwasser (Vyt et al., 2005). Auch in diesem Fall war das Trinkwasser die Quelle. In zwei anderen Fällen aus Flandern war im gleichen Zeitraum auch das Trinkwasser die Quelle der Nitritaufnahme. Im ersten Fall wurden abgesetzte Ferkel in einem Maststall aufgenommen, der mehrere Wochen lang leer gestanden hatte. Stehendes Trinkwasser im Behälter und im Wasserverteilungssystem und die Verschmutzung durch das verrottende organische Material mit der anschließenden Bildung von Nitrit aufgrund der bakteriellen Reduktion von Nitrat war der Ursprung der Verunreinigung. Dies ist eine häufig auftretende Ursache für die Nitritaufnahme (Vyt et al., 2005). Die Leitungen wurden weder gereinigt, bevor die Schweine in den Stall gebracht wurden, noch wurden sie durchgespült. Die Ferkel starben innerhalb weniger Minuten, sogar noch während sich die letzten Ferkel auf dem Viehtransporter befanden. Das Schließen der Trinkwasserleitungen verhinderte die Mortalität zu 100%. Nur 15 Ferkel starben.

Im zweiten Fall war die Kontaminierung des Trinkwassers vergleichbar mit dem hier beschriebenen Beispiel. Der Abwasserbehälter des biologischen Luftreinigers lief über und dieses Abwasser gelangte in den Trinkwassertank, was zur Akutmortalität bei den säugenden Sauen führte – da der Abferkelstall der erste Stall war, der vom Trinkwasserleitungssystem versorgt wurde. Aufgrund der Aufmerksamkeit des Tierarztes des Betriebs wurden die Leitungen umgehend geschlossen, wobei nur 40 Sauen starben.

Biofilter sind eine nachgewiesene und effektive Methode zur Reduzierung von Gerüchen und anderen Gasemissionen aus mechanisch belüfteten Anlagen für die Tierhaltung. Das Prinzip der biologischen Luftreinigung ist, dass Bakterien unerwünschte Partikel, wie z. B. Ammoniak, aus der Luft herausfiltern. Anschließend beginnt die Nitrifikation.

Das Abwasser biologischer Luftfilter enthält folglich hohe Mengen an Nitrit und Nitrat.

Obwohl alle klinischen Symptome in unserem Fall auf eine Nitritintoxikation hindeuteten, konnte die Diagnose nur mit den Nitrit-Teststreifen bei der Sektion bestätigt werden. Der genaue Nitrit- oder Nitratgehalt im Magen wurde in diesem Fall nicht festgestellt. Ebenso wurde das Trinkwasser als mögliche Quelle der Vergiftung analysiert. Es konnten keine hohen Nitritgehalte im Trinkwasser festgestellt werden, nur Nitrat war vorhanden.

Die Umwandlung in Nitrit nach der Aufnahme erfolgt durch gastrointestinale Bakterien (Duncan et al., 1995). Man weiß, dass die Aufnahme von Nitrat durch Schweine bei einer Konzentration von bis zu 2.000 mg/l keine nachteiligen Auswirkungen hat (Sorensen et al., 1994). In diesem Fall lagen die Nitratgehalte im Behälter aber weit über 2.000 mg/l. Es ist nicht sicher, wie hoch die Mengen waren, als die Schweine das Wasser tranken, da die erste Probe, die am Morgen nach dem ersten Fund toter Schweine am Tränkenippel in Stall 2 genommen wurde, weder hohe Nitrat- noch Nitritgehalte zeigte. In diesem Fall sieht es jedoch so aus, dass die Aufnahme von hohen Nitratmengen ausreichte, um die genannten Probleme hervorzurufen.

Eine Behandlung mit Methylenblau erfolgte in diesem Fall nicht. Ein schnelles Entfernen der Nitritquelle ist unerlässlich, um weitere Todesfälle zu verhindern. Da im vorliegenden Fall die genaue Kontaminationsquelle nicht umgehend gefunden wurde, waren die Schweine dem vergifteten Wasser zweimal ausgesetzt. Insgesamt starben 757 Schweine (d. h. 25% aller Tiere).

Schlussfolgerung

Abschließend lässt sich sagen, dass im Jahr 2017 in modernen Schweineställen immer noch Nitritvergiftungen auftreten, und dies umso mehr bei biologischer Abluftreinigung. Deshalb sollte die Nitrat- und Nitritintoxikation bei der Differentialdiagnose berücksichtigt werden, wenn man mit Problemen der Akutmortalität bei Schweinen konfrontiert ist!

Mehr zu Vergiftungen durch die Nitrat- oder Nitritaufnahme

Methämoglobinämie, die durch die Aufnahme von Nitrat oder Nitrit verursacht wird (Buck et al., 1976; Fan und Steinberg, 1996), kann gelegentlich zu plötzlichem Tod bei Schweinen führen (Vyt und Spruytte, 2006). Nitrit ist ein toxisches Gas, das aus Nitrat entsteht, das üblicherweise in Pflanzen, Düngemitteln und tierischen Abfällen oder verrottendem organischem Material vorkommt (Buck et al., 1976). Nitrit wird leicht in das Kreislaufsystem aufgenommen und nach der Aufnahme von den Erythrozyten absorbiert (Vyt et al., 2005). Wenn Nitrit das Fe2+-Ion im Hämoglobinmolekül zu Fe3+ oxidiert, wird Methämoglobin gebildet, was zu einer Hemmung der Sauerstoffbindungsfähigkeit der Erythrozyten führt (Wendt, 1985). Symptome, die durch Nitritintoxikation verursacht werden, gehen einher mit entsprechender Methämoglobinbildung und dem sich daraus ergebenden Grad an Gewebeanoxie. Sie reichen von einem ausgeprägten Anstieg der Atemfrequenz, Unruhe bis hin zu Dyspnoe, Tieren, die einen taumelnden Gang, allgemeine Schwäche bis hin zu Koma und Tod zeigen, wobei Akutmortalität auftritt, wenn die Methämoglobinkonzentrationen über 75% liegen (Wendt, 1985; Saito et al., 2000). Methämoglobinämie kann sich durch eine braune Verfärbung des Bluts manifestieren (Vyt et al., 2005), was man bei der Sektion sehen kann, und geht überwiegend mit blassen Muskeln einher. Die Binde- und Schleimhaut werden zyanotisch. Bei der Sektion kann eine Diagnose erfolgen, indem man einen Nitrit-Teststreifen am Mageninneren reibt (Abb. 5).

Die einzige Behandlung bei einer Nitritintoxikation ist die intravenöse Gabe von Methylenblau (10/kg), was zu einer Reduktion des Methämoglobins zu Hämoglobin führt (Wendt, 1985). In Belgien wurde dies jedoch fast nie in die Praxis umgesetzt.

Klinische Fälle

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